ផ្សាយថ្ងៃទី ៣០ កញ្ញា ២០២៦
(កាសែតឯករាជ្យជាតិ ផ្សាយតាមបណ្តាញសង្គម)
នៅក្នុងប្រទេសកម្ពុជា ធនធាន រ៉ែថ្មស៊ីលីកូន (Silicon) ឬដែលគេស្គាល់ជាទូទៅថា រ៉ែក្វាត (Quartz), ថ្មក្វាតស៊ីត (Quartzite) និង ខ្សាច់ស៊ីលីកា (Silica Sand) គឺមានវត្តមាន និងត្រូវបានរកឃើញនៅតាមបណ្តាខេត្តសំខាន់ៗមួយចំនួនដូចខាងក្រោម៖
ខេត្តកោះកុង និងតំបន់ឆ្នេរ៖ ជាប្រភព ខ្សាច់ស៊ីលីកា (Silica Sand) ដ៏ធំ និងមានគុណភាពខ្ពស់ (មានកម្រិត SiO2 ខ្ពស់រហូតដល់ជាង ៩៩%)។ តំបន់ដែលមានសកម្មភាពអាជីវកម្ម និងសក្តានុពលខ្លាំង គឺស្ថិតនៅក្នុង ស្រុកគិរីសាគរ និង ស្រុកបទុមសាគរ។
ខេត្តព្រះវិហារ៖ ជាប្រភព រ៉ែថ្មក្វាត (Quartz) ដែលបច្ចុប្បន្នមានក្រុមហ៊ុនធ្វើអាជីវកម្មកិនកែច្នៃទៅជា ម្សៅថ្មក្វាត សម្រាប់យកទៅផលិតជាថ្មម៉ាបសិប្បនិម្មិត (Artificial Stone Slab) ផ្គត់ផ្គង់ទាំងក្នុងស្រុក និងនាំចេញទៅបរទេស។
ខេត្តកំពត៖ យោងតាមទិន្នន័យភូគព្ភសាស្ត្រ តំបន់នេះសម្បូរទៅដោយ ថ្មក្វាតស៊ីត (Quartzite) ដែលជាប្រភេទថ្មបំប្លែងសម្បូរជាតិស៊ីលីកា ប្រើប្រាស់ក្នុងវិស័យសំណង់ និងឧស្សាហកម្ម។ ខេត្តតាកែវ៖ នៅក្នុងតំបន់ខ្លះនៃខេត្តតាកែវ ក៏មានវត្តមាន រ៉ែក្រុមក្វាត (Quartz) និងរ៉ែគ្រីស្តាល់ ដែលប្រជាជនក្នុងតំបន់ និងសិប្បករតែងយកមកកែច្នៃធ្វើជាគ្រឿងលម្អ ឬវត្ថុសិល្បៈផ្សេងៗ។
ខ្សាច់ស៊ីលីកា និងថ្មក្វាតទាំងនេះ គឺជាវត្ថុធាតុដើមដ៏សំខាន់សម្រាប់យកទៅផលិតជាកញ្ចក់, អេក្រង់ទូរស័ព្ទ, គ្រឿងបង្គុំអេឡិចត្រូនិក (បន្ទះឈីបស៊ីលីកូន) និងបន្ទះសូឡាចាប់ថាមពលព្រះអាទិត្យ។
ស៊ីលីកុន (Silicon) គឺជាធាតុគីមីមួយដែលមិនសូវមានគេចាប់អារម្មណ៍ខ្លាំង ប៉ុន្តែវាមានវត្តមាននៅគ្រប់ទីកន្លែង និងមានសារៈសំខាន់យ៉ាងខ្លាំងចំពោះជីវិតប្រចាំថ្ងៃរបស់យើង។ វាត្រូវបានគេរកឃើញនៅក្នុងស្រទាប់សំបកផែនដីក្នុងទម្រង់ជាស៊ីលីកា (silica) ឬស៊ីលីកាត (silicates) ហើយវាជាសមាសធាតុផ្សំនៃថ្ម ខ្សាច់ និងកញ្ចក់ ក៏ដូចជាគ្រឿងបង្គុំអេឡិចត្រូនិកដ៏ទំនើបបំផុតផងដែរ។ សារៈសំខាន់របស់វានៅក្នុងវិស័យសំខាន់ៗដូចជា អេឡិចត្រូនិក ថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ ការសាងសង់ និងសុខាភិបាល ជារឿយៗត្រូវបានគេមើលរំលង។ ប៉ុន្តែបើគ្មានវាទេ នោះនឹងមិនមានទូរស័ព្ទដៃ កុំព្យូទ័រ ឬបន្ទះស្រូបថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យឡើយ។ ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសរបស់វាជាសារធាតុពាក់កណ្តាលចម្លង (semiconductor) វាបានជួយជំរុញការអភិវឌ្ឍវិស័យមីក្រូអេឡិចត្រូនិក និងនាំមកនូវយុគសម័យឌីជីថល។ អត្ថបទនេះនឹងនាំលោកអ្នកទៅស្វែងយល់ពីទិដ្ឋភាពផ្សេងៗជាច្រើនរបស់ស៊ីលីកុន តាមរយៈទស្សនៈវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យា ចាប់តាំងពីប្រភពដើមរបស់វានៅក្នុងលំហរហូតដល់ការប្រើប្រាស់ដ៏ទំនើបបំផុតនាពេលបច្ចុប្បន្ន។
១. ស៊ីលីកុន៖ ធាតុមួយដែលមិនសូវលេចធ្លោ ប៉ុន្តែមានវត្តមាននៅគ្រប់ទីកន្លែង ក្នុងចំណោមធាតុគីមីដែលមាននៅក្នុងធម្មជាតិ ស៊ីលីកុនកាន់កាប់តួនាទីដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្រវិទ្យាសាស្ត្រ និងឧស្សាហកម្មសម័យទំនើប ទោះបីជាវាហាក់ដូចជាមិនសូវលេចធ្លោខ្លាំងក៏ដោយ (រូបភាពទី ១)។ ស៊ីលីកុន (ដែលមាននិមិត្តសញ្ញាគីមីថា Si) ត្រូវបានរកឃើញក្នុងទម្រង់ជាធាតុសុទ្ធនៅឆ្នាំ ១៨២៤ ដោយអ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិស៊ុយអែតឈ្មោះ Jöns Jacob Berzelius។ បច្ចុប្បន្ននេះ ស៊ីលីកុនត្រូវបានគេទទួលស្គាល់មិនត្រឹមតែចំពោះភាពសម្បូរបែបរបស់វានោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងចំពោះតួនាទីជាមូលដ្ឋានគ្រឹះរបស់វានៅក្នុងវិស័យផ្សេងៗគ្នាជាច្រើនដូចជា អេឡិចត្រូនិក ថាមពល សំណង់ និងសូម្បីតែជីវវិទ្យាទៀតផង។
ស៊ីលីកុន (Silicon) រួមជាមួយអុកស៊ីសែន គឺជាធាតុផ្សំមូលដ្ឋាននៃដីឥដ្ឋ និងថ្មភាគច្រើន ក្នុងទម្រង់ជាស៊ីលីកាត (silicates) ឬស៊ីលីកា (SiO₂)។ នៅក្នុងស្ថានភាពជាធាតុសុទ្ធរបស់វា ស៊ីលីកុនកម្រនឹងត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងធម្មជាតិណាស់។ ទោះបីជាមានការរកឃើញដាននៃធាតុនេះនៅក្នុងអាចម៍ផ្កាយ ឬសារធាតុរ៉ែមួយចំនួនក៏ដោយ ក៏ករណីទាំងនោះនៅតែជាករណីកម្រ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែវឌ្ឍនភាពវិទ្យាសាស្ត្រក្នុងសតវត្សទី ១៩ និង ២០ អ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្កើតវិធីសាស្ត្របន្សុទ្ធកម្រិតខ្ពស់ដើម្បីទទួលបានស៊ីលីកុនដែលមានភាពបរិសុទ្ធបំផុត ដែលជាតម្រូវការចាំបាច់សម្រាប់ការផលិតឧបករណ៍ពាក់កណ្តាលចម្លង (semiconductors)។ សម្ភារៈនេះបានក្លាយជាឆ្អឹងខ្នងនៃការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាព័ត៌មាន រហូតដល់ថ្នាក់តំបន់ Silicon Valley នៅជិតទីក្រុង San Francisco ដែលជាប្រភពកំណើតនៃការច្នៃប្រឌិតឌីជីថល បានយកឈ្មោះរបស់វាចេញពីធាតុនេះ។ ក្រៅពីគ្រឿងបន្លាស់អេឡិចត្រូនិក ស៊ីលីកុនត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា MEMS ដែលជាប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូ-មេកានិចខ្នាតតូចរួមបញ្ចូលគ្នារវាងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងឧបករណ៍បញ្ជា (actuators) នៅលើបន្ទះឈីបតែមួយ។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទាំងនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងពោងសុវត្ថិភាពរថយន្ត ទូរស័ព្ទឆ្លាតវៃ និងឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ ព្រមទាំងការប្រើប្រាស់ផ្សេងៗទៀត។
ប៉ុន្តែសារៈសំខាន់របស់ស៊ីលីកុនមិនមែនមានត្រឹមតែនៅក្នុងពិភពអេឡិចត្រូនិកប៉ុណ្ណោះទេ។ នៅក្នុងឧស្សាហកម្មសំណង់ ស៊ីលីកាត្រូវបានគេប្រើប្រាស់តាំងពីសម័យបុរាណមកម្ល៉េះសម្រាប់ការផលិតស៊ីម៉ងត៍ កញ្ចក់ និងគ្រឿងសេរ៉ាមិច។ នៅក្នុងវិស័យសុខាភិបាល ស៊ីលីកូន (silicones) ដែលជាប៉ូលីមែរមានមូលដ្ឋានពីស៊ីលីកុន ត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ អវយវៈសិប្បនិម្មិត និងគ្រឿងសម្អាង។ នៅក្នុងវិស័យជីវវិទ្យា ទោះបីជាស៊ីលីកុនមិនមែនជាធាតុចាំបាច់សម្រាប់ភាវៈរស់ទាំងអស់ក៏ដោយ ប៉ុន្តែប្រភេទសត្វ ឬរុក្ខជាតិមួយចំនួន ដូចជាសារាយឌីអាតូម (diatoms) និងរុក្ខជាតិប្រភេទ horsetails ជាដើម បានប្រើប្រាស់ធាតុនេះដើម្បីពង្រឹងរចនាសម្ព័ន្ធកោសិកា។
សរុបមក ស៊ីលីកុនគឺជាអ្វីដែលលើសពីធាតុគីមីធម្មតា៖ វាបានក្លាយជាសសរស្តម្ភនៃវឌ្ឍនភាពវិទ្យាសាស្ត្រ និងសេដ្ឋកិច្ច ជាកត្តាជំរុញភាពទំនើប និងជានិមិត្តរូបនៃការច្នៃប្រឌិតរបស់មនុស្សជាតិ។ ហេតុដូច្នេះហើយ ការយល់ដឹងអំពីលក្ខណៈ ការប្រើប្រាស់ បញ្ហាប្រឈម និងទស្សនវិស័យរបស់វា គឺពិតជាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការយល់ដឹងអំពីសក្ដានុពលនៃពិភពលោកបច្ចុប្បន្ន និងការត្រៀមខ្លួនសម្រាប់ភាពផ្លាស់ប្តូរនាពេលអនាគតនៃសង្គមបច្ចេកវិទ្យារបស់យើង។
២. ការប្រើប្រាស់ស៊ីលីកុន៖ រឿងរ៉ាវដ៏វែងអន្លាយ
២.១ ការប្រើប្រាស់ដំបូងៗ
ស៊ីលីកុនមានវត្តមាននៅគ្រប់ទីកន្លែងក្នុងធម្មជាតិ។ ក្នុងទម្រង់ជាស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (SiO₂) ឬស៊ីលីកាត (silicates) វាបង្កើតបានជិត ២៨% នៃសំបកផែនដី ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាធាតុដែលមានបរិមាណច្រើនជាងគេលំដាប់ទីពីរ បន្ទាប់ពីអុកស៊ីសែន។
ការប្រើប្រាស់ថ្មហ្វ្លីន (flint) គឺជាចំណុចសំខាន់មួយនៅក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្រសម័យបុរាណរបស់មនុស្សជាតិ។ ពាក្យថា "ស៊ីលីកុន" (silicon) មានប្រភពមកពីពាក្យឡាតាំង "silex" ឬ "silicis" ដែលមានន័យថា "ថ្មហ្វ្លីន" ឬ "ថ្មរឹង"។ ដីឥដ្ឋក៏ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់តាំងពីសម័យកាលដំបូងរបស់មនុស្សជាតិមកម្ល៉េះ (សូមមើល៖ ដីឥដ្ឋ៖ សម្ភារៈណាណូធម្មជាតិដ៏គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើល)។ ការកែច្នៃដីឥដ្ឋទៅជាដីដុត (terracotta) និងគ្រឿងសេរ៉ាមិច បានចាប់ផ្តើមតាំងពីយ៉ាងហោចណាស់ ២០,០០០ ឆ្នាំមុន។ ប្រជាជនអេហ្ស៊ីប និងរ៉ូម៉ាំងបានផលិតកញ្ចក់ពីខ្សាច់ (ដែលភាគច្រើនជាស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត) ដោយកម្ដៅវាជាមួយសូដា និងកំបោរ នៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល ១,០០០ អង្សាសេ (សូមមើល៖ កញ្ចក់៖ សម្ភារៈសម្រាប់ភាពស្ថិតស្ថេរយូរអង្វែង)។
២.២ ការបំបែកយកស៊ីលីកុនសុទ្ធ
នៅឆ្នាំ ១៨២៤ អ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិស៊ុយអែតឈ្មោះ Jöns Jacob Berzelius បានទទួលជោគជ័យក្នុងការបំបែកយកស៊ីលីកុនសុទ្ធជាលើកដំបូង។ គាត់បានកម្ដៅប៉ូតាស្យូមហ្វ្លូរ៉ូស៊ីលីកាត (K₂SiF₆) ជាមួយលោហៈប៉ូតាស្យូម ដែលបង្កើតបានជាស៊ីលីកុនពណ៌ត្នោតប្រភេទអាម៉ូហ្វ (amorphous silicon - ស៊ីលីកុនដែលគ្មានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ទៀងទាត់)។ ការងាររបស់គាត់គឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍបន្ថែមទៀតនៃគីមីវិទ្យាអសរីរាង្គ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ស៊ីលីកុនប្រភេទគ្រីស្តាល់ (crystalline silicon) ដែលជាទម្រង់ប្រើប្រាស់សម្រាប់ផលិតឧបករណ៍ពាក់កណ្តាលចម្លង (semiconductors) មិនត្រូវបានផលិតឡើងរហូតដល់ពេលក្រោយមកទៀតនោះទេ។ ការផលិតគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនសុទ្ធដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធត្រឹមត្រូវ គឺអាស្រ័យលើភាពជឿនលឿននៃវិស័យលោហធាតុវិទ្យា និងគីមីវិទ្យានៅក្នុងសតវត្សទី ២០។
២.៣ ភាពជឿនលឿនផ្នែកឧស្សាហកម្ម ពេញមួយសតវត្សរ៍ទី ១៩ និងដើមសតវត្សរ៍ទី ២០ ស៊ីលីកុនត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ជាចម្បងក្នុងការផលិតដែកថែប និងលោហៈលាយមួយចំនួន ដើម្បីបង្កើនភាពរឹងមាំ និងភាពធន់របស់វា។ នៅពាក់កណ្តាលដំបូងនៃសតវត្សរ៍ទី ២០ ទើបអ្នកស្រាវជ្រាវចាប់ផ្តើមសិក្សាស្វែងយល់អំពីលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីដ៏ពិសេសរបស់វា។ នៅទសវត្សរ៍ឆ្នាំ ១៩៤០ ការបង្កើតត្រង់ស៊ីស្ទ័រ (transistor) ដំបូងគេបានប្រើប្រាស់សារធាតុ germanium (ដែលជាសារធាតុកុណ្ណាស៊ីវ៉ាក់ទ័រ ឬ semiconductor មួយប្រភេទទៀត) ដោយសារវាមានភាពងាយស្រួលក្នុងការធ្វើឱ្យបរិសុទ្ធ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មិនយូរប៉ុន្មាន អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានដឹងថា ស៊ីលីកុនគឺជាជម្រើសដ៏ល្អប្រសើរជាង ដោយសារវាមានបរិមាណច្រើន និងមានលក្ខណៈសម្បត្តិទាក់ទងនឹងកម្ដៅបានល្អ។ សមត្ថភាពក្នុងការបញ្ជូនកម្ដៅបានល្អរបស់វាអនុញ្ញាតឱ្យមានការបញ្ចេញកម្ដៅចេញបាន ហើយការរីកមាឌតិចតួចរបស់វាក៏ជួយកាត់បន្ថយភាពតានតឹងផ្នែកមេកានិចផងដែរ។
២.៤ បដិវត្តន៍អេឡិចត្រូនិក
ចំណុចរបត់ដ៏សំខាន់សម្រាប់ស៊ីលីកុនបានកើតឡើងនៅក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ ១៩៥០ ដោយសារស្នាដៃរបស់លោក William Shockley និងសហការីរបស់គាត់ ដែលបានបង្កើតឧបករណ៍ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ (transistor)។ ក្រុមហ៊ុន Texas Instruments និង Fairchild Semiconductor គឺជាក្រុមហ៊ុនដំបូងគេមួយចំនួនដែលបានផលិតត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលធ្វើពីស៊ីលីកុន។ នៅឆ្នាំ ១៩៥៨ លោក Jack Kilby បានបង្កើតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា (integrated circuit) ដំបូងគេ ដែលជាការចាប់ផ្តើមនៃយុគសម័យនៃមីក្រូប្រូសេសឺរ (microprocessors)។ បន្ទាប់មក ស៊ីលីកុនបានក្លាយជាវត្ថុធាតុដើមមូលដ្ឋានសម្រាប់វិស័យមីក្រូអេឡិចត្រូនិក ដោយសារបច្ចេកទេសនានាដូចជា ការលូតលាស់បែបអេពីតាក់ស៊ីល (epitaxial growth) និងបច្ចេកទេសហ្វូតូលីតូក្រាហ្វី (photolithography)។ បច្ចេកទេសទាំងនេះបង្កើតគ្រីស្តាល់ដោយការធ្វើឱ្យហួតជាស្រទាប់ស្តើងៗទៅលើស្រទាប់ទ្រនាប់ស៊ីលីកុននៅក្នុងបរិយាកាសសុញ្ញកាស រួមផ្សំជាមួយនឹងការប្រើប្រាស់សារធាតុគីមីដើម្បីกัดសាច់វត្ថុធាតុតាមតំបន់ដែលបានកំណត់ (selective chemical etching) សម្រាប់បង្កើតជាគំនូសសៀគ្វី។
ស៊ីលីកុនមានលក្ខណៈសាកសមយ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់ដំណើរការឧស្សាហកម្មទាំងនេះ៖ វាអាចត្រូវបានកែច្នៃទៅជាគ្រីស្តាល់តែមួយ (monocrystals) ដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់បំផុតដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Czochralski (សូមមើលផ្នែកទី ៥) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការផលិតបន្ទះស៊ីលីកុនស្តើងៗ (រូបភាពទី ២) ដែលមានលក្ខណៈសាកសមឥតខ្ចោះសម្រាប់ឧស្សាហកម្មឧបករណ៍ពាក់កណ្តាលចម្លង (semiconductor industry)។
២.៥ ស៊ីលីកុននាពេលបច្ចុប្បន្ន
សព្វថ្ងៃនេះ មីក្រូប្រូសេសឺរ (microprocessors) បន្ទះឈីបអេឡិចត្រូនិក និងបន្ទះសូឡាស្ទើរតែទាំងអស់ត្រូវបានផលិតឡើងពីស៊ីលីកុន។ លក្ខណៈសម្បត្តិអេឡិចត្រូនិករបស់វា ជាពិសេសភាពងាយស្រួលក្នុងការកែប្រែសមត្ថភាពចម្លងអគ្គិសនីតាមរយៈដំណើរការ "doping" (ការបន្ថែមសារធាតុមិនបរិសុទ្ធដូចជា បូរ៉ុន ឬផូស្វ័រ) ធ្វើឱ្យវាក្លាយជាវត្ថុធាតុដ៏សំខាន់ដែលមិនអាចជំនួសបានសម្រាប់ការផលិតឌីយ៉ូដ (diodes) ទ្រង់ស៊ីស្ទ័រ (transistors) កោសិកាថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ (photovoltaic cells) និងសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា (integrated circuits)។
នៅក្នុងវិស័យឧស្សាហកម្ម ស៊ីលីកុនត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងលោហៈលាយជាច្រើន ជាពិសេសលោហៈលាយអាលុយមីញ៉ូម-ស៊ីលីកុន ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងឧស្សាហកម្មរថយន្ត និងអាកាសចរណ៍ ដោយសារតែវាមានទម្ងន់ស្រាល និងមានភាពរឹងមាំ។ នៅក្នុងវិស័យគីមីវិទ្យា វាគឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការផលិតស៊ីលីកូន (silicones) ដែលជាប៉ូលីមែរផលិតដោយសិប្បនិម្មិតមានភាពបត់បែន និងធន់ ហើយត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងផលិតផលគ្រឿងសម្អាង ឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ សម្ភារៈការពារជ្រាបទឹក និងវិស័យសំណង់។
ជាចុងក្រោយ នៅក្នុងវិស័យវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ និងការស្រាវជ្រាវជាមូលដ្ឋាន ស៊ីលីកុនគឺជាគំរូមួយសម្រាប់ការស្វែងយល់អំពីទម្រង់គ្រីស្តាល់ អន្តរកម្មអេឡិចត្រូនិក និងឥរិយាបថរបស់សម្ភារៈនៅកម្រិតមាត្រដ្ឋានណាណូម៉ែត្រ។ នៅកម្រិតមាត្រដ្ឋាននេះ ឥទ្ធិពលនៃមេកានិចកង់ទិច (quantum mechanical effects) ចាប់ផ្តើមមានតួនាទីសំខាន់ ដែលបើកលទ្ធភាពសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍកុំព្យូទ័រកង់ទិច ដោយផ្អែកលើគោលការណ៍ថ្មីទាំងស្រុង។
ភាពអាចប្រើប្រាស់បានយ៉ាងសម្បូរបែបរបស់ស៊ីលីកុន រួមផ្សំជាមួយនឹងភាពសម្បូរបែបដែលមានស្រាប់នៅក្នុងធម្មជាតិ ធ្វើឱ្យវាក្លាយជាធាតុផ្សំដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៅក្នុងយុគសម័យបច្ចេកវិទ្យាបច្ចុប្បន្ន។
៣. ប្រភពដើម និងភាពសម្បូរបែបតាមបែបធម្មជាតិរបស់ស៊ីលីកុន
ស៊ីលីកុនគឺជាធាតុគីមីដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៅក្នុងចក្រវាល ទាំងក្នុងទិដ្ឋភាពនៃភាពសម្បូរបែប និងតួនាទីរបស់វាក្នុងការបង្កើតភពដែលមានផ្ទៃជាថ្ម ដូចជាភពផែនដីជាដើម។ ប្រភពដើមរបស់វានៅក្នុងលំហអាកាស ភាពសម្បូរបែបនៅក្នុងសំបកផែនដី និងទម្រង់ធម្មជាតិដ៏หลากหลาย បានធ្វើឱ្យវាក្លាយជាធាតុផ្សំដ៏សំខាន់នៅក្នុងគីមីវិទ្យា និងភូគព្ភសាស្ត្រនៃភពនានា។
៣.១ ប្រភពដើមក្នុងលំហអាកាស
ស៊ីលីកុនមានប្រភពដើមចេញពីដំណើរការនុយក្លេអ៊ែរដ៏អស្ចារ្យបំផុតនៅក្នុងចក្រវាល គឺប្រតិកម្មលាយបញ្ចូលគ្នានៃនុយក្លេអ៊ែរក្នុងផ្កាយ (stellar fusion reactions)។ នៅខាងក្នុងផ្កាយដែលមានទំហំធំសម្បើម ក្នុងដំណាក់កាលចុងក្រោយនៃជីវិតរបស់ពួកវា នុយក្លេអ៊ែរអុកស៊ីសែន (ប្រូតុង ៨) និងនុយក្លេអ៊ែរកាបូន (ប្រូតុង ៦) លាយបញ្ចូលគ្នាក្រោមសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធដ៏ខ្ពស់បំផុត ដើម្បីបង្កើតជាស៊ីលីកុន (ប្រូតុង ១៤)។ ដំណាក់កាលនេះតែងតែកើតឡើងមុនពេលផ្កាយនោះដួលរលំជាចុងក្រោយក្នុងទម្រង់ជាការផ្ទុះស៊ុយភើណូវ៉ា (supernova)។
ក្នុងអំឡុងពេលនៃការផ្ទុះស៊ុយភើណូវ៉ា ស៊ីលីកុនក្នុងបរិមាណដ៏ច្រើនសន្ធឹកសន្ធាប់ រួមជាមួយនឹងធាតុធ្ងន់ៗផ្សេងទៀត ត្រូវបានខ្ចាត់ខ្ចាយទៅក្នុងលំហអាកាសរវាងផ្កាយ។ សារធាតុទាំងនេះជួយបង្កើនគុណភាពនៃពពកឧស្ម័ន និងធូលី (nebulae) ដោយដើរតួជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ការបង្កើតផ្កាយ ភព និងវត្ថុផ្សេងៗទៀតនៅក្នុងលំហ។ ដូច្នេះ ស៊ីលីកុនទាំងអស់នៅលើផែនដី (ដូចគ្នានឹងធាតុភាគច្រើនដែរ) គឺជាកេរដំណែលដែលបន្សល់ទុកពីផ្កាយដែលបានស្លាប់ទៅហើយ។
៣.២ ភាពសម្បូរបែបនៅលើផែនដី និងក្នុងចក្រវាល
ស៊ីលីកុនគឺជាធាតុដែលមានបរិមាណច្រើនជាងគេលំដាប់ទី ៨ នៅក្នុងចក្រវាលបើគិតតាមម៉ាស (ទម្ងន់) បន្ទាប់ពីអ៊ីដ្រូសែន ហេលីយ៉ូម អុកស៊ីសែន កាបូន នេអុង ដែក និងអាសូត។ ស្ថិរភាពនុយក្លេអ៊ែរដ៏ខ្ពស់របស់វា និងតួនាទីនៅក្នុងដំណើរការបង្កើតធាតុនុយក្លេអ៊ែរ (nucleosynthesis) គឺជាកត្តាពន្យល់ពីភាពសម្បូរបែបរបស់វានៅក្នុងចក្រវាល។
ហេតុនេះ ស៊ីលីកុនគឺជាធាតុដ៏សំខាន់មួយនៃភពដែលមានផ្ទៃជាថ្មទាំងអស់។ វាត្រូវបានគេរកឃើញនៅក្នុងអាចម៍ផ្កាយប្រភេទ chondrites ដោយមានការផ្សំជាមួយអុកស៊ីសែន ម៉ាញេស្យូម និងដែក។
ស៊ីលីកុនគឺជាធាតុដែលមានបរិមាណច្រើនជាងគេលំដាប់ទី ២ នៅក្នុងសំបកផែនដី ដោយស្ថិតក្នុងទម្រង់ជាសារធាតុរ៉ែស៊ីលីកាត (silicate minerals)។ វាមានចំណែក ២៧,៧% នៃម៉ាសសំបកផែនដី ដែលស្ថិតនៅពីក្រោយអុកស៊ីសែន (៤៦,៦%) ប៉ុណ្ណោះ។ នៅផ្នែកខាងក្រោមជ្រៅជាងនេះ ស្រទាប់ម៉ង់ត៍ (mantle) របស់ផែនដីក៏ត្រូវបានផ្សំឡើងជាចម្បងដោយស៊ីលីកាតផងដែរ ជាពិសេសក្នុងទម្រង់ជាសារធាតុរ៉ែ olivine និង pyroxenes។ ចំណែកឯស្នូលផែនដីវិញ គឺជាលោហៈលាយដែលមានមូលដ្ឋានជាដែក។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាក៏អាច នេះគឺជាករណីដ៏ល្បីល្បាញនៃសារធាតុអាស្បេស្តូស (asbestos) ដែលជាប្រភេទស៊ីលីកាតមានលក្ខណៈជាសរសៃ ហើយត្រូវបានស្រង់ចេញពីថ្ម។ (កាសែតឯករាជ្យជាតិ ផ្សាយតាមបណ្តាញសង្គម ជូនលោកអ្នកនាងអានដោយមិនគិតថ្លៃ បើសប្បុរសជនចង់ជួយឧបត្ថម្ភ ការផ្សាយរបស់យើងខ្ញុំ តាមរយៈគណនី ABA លេខលុយខ្មែរ: 500 708 383 លេខលុយដុល្លារ: 003 662 119 ស្រាវជ្រាវដោយលោក នង ច័ន្ទថន និងរក្សាសិទ្ធិដោយ កាសែតឯករាជ្យជាតិ
(កាសែតឯករាជ្យជាតិ ផ្សាយតាមបណ្តាញសង្គម)
នៅក្នុងប្រទេសកម្ពុជា ធនធាន រ៉ែថ្មស៊ីលីកូន (Silicon) ឬដែលគេស្គាល់ជាទូទៅថា រ៉ែក្វាត (Quartz), ថ្មក្វាតស៊ីត (Quartzite) និង ខ្សាច់ស៊ីលីកា (Silica Sand) គឺមានវត្តមាន និងត្រូវបានរកឃើញនៅតាមបណ្តាខេត្តសំខាន់ៗមួយចំនួនដូចខាងក្រោម៖
ខេត្តកោះកុង និងតំបន់ឆ្នេរ៖ ជាប្រភព ខ្សាច់ស៊ីលីកា (Silica Sand) ដ៏ធំ និងមានគុណភាពខ្ពស់ (មានកម្រិត SiO2 ខ្ពស់រហូតដល់ជាង ៩៩%)។ តំបន់ដែលមានសកម្មភាពអាជីវកម្ម និងសក្តានុពលខ្លាំង គឺស្ថិតនៅក្នុង ស្រុកគិរីសាគរ និង ស្រុកបទុមសាគរ។
ខេត្តព្រះវិហារ៖ ជាប្រភព រ៉ែថ្មក្វាត (Quartz) ដែលបច្ចុប្បន្នមានក្រុមហ៊ុនធ្វើអាជីវកម្មកិនកែច្នៃទៅជា ម្សៅថ្មក្វាត សម្រាប់យកទៅផលិតជាថ្មម៉ាបសិប្បនិម្មិត (Artificial Stone Slab) ផ្គត់ផ្គង់ទាំងក្នុងស្រុក និងនាំចេញទៅបរទេស។
ខេត្តកំពត៖ យោងតាមទិន្នន័យភូគព្ភសាស្ត្រ តំបន់នេះសម្បូរទៅដោយ ថ្មក្វាតស៊ីត (Quartzite) ដែលជាប្រភេទថ្មបំប្លែងសម្បូរជាតិស៊ីលីកា ប្រើប្រាស់ក្នុងវិស័យសំណង់ និងឧស្សាហកម្ម។ ខេត្តតាកែវ៖ នៅក្នុងតំបន់ខ្លះនៃខេត្តតាកែវ ក៏មានវត្តមាន រ៉ែក្រុមក្វាត (Quartz) និងរ៉ែគ្រីស្តាល់ ដែលប្រជាជនក្នុងតំបន់ និងសិប្បករតែងយកមកកែច្នៃធ្វើជាគ្រឿងលម្អ ឬវត្ថុសិល្បៈផ្សេងៗ។
ខ្សាច់ស៊ីលីកា និងថ្មក្វាតទាំងនេះ គឺជាវត្ថុធាតុដើមដ៏សំខាន់សម្រាប់យកទៅផលិតជាកញ្ចក់, អេក្រង់ទូរស័ព្ទ, គ្រឿងបង្គុំអេឡិចត្រូនិក (បន្ទះឈីបស៊ីលីកូន) និងបន្ទះសូឡាចាប់ថាមពលព្រះអាទិត្យ។
ស៊ីលីកុន (Silicon) គឺជាធាតុគីមីមួយដែលមិនសូវមានគេចាប់អារម្មណ៍ខ្លាំង ប៉ុន្តែវាមានវត្តមាននៅគ្រប់ទីកន្លែង និងមានសារៈសំខាន់យ៉ាងខ្លាំងចំពោះជីវិតប្រចាំថ្ងៃរបស់យើង។ វាត្រូវបានគេរកឃើញនៅក្នុងស្រទាប់សំបកផែនដីក្នុងទម្រង់ជាស៊ីលីកា (silica) ឬស៊ីលីកាត (silicates) ហើយវាជាសមាសធាតុផ្សំនៃថ្ម ខ្សាច់ និងកញ្ចក់ ក៏ដូចជាគ្រឿងបង្គុំអេឡិចត្រូនិកដ៏ទំនើបបំផុតផងដែរ។ សារៈសំខាន់របស់វានៅក្នុងវិស័យសំខាន់ៗដូចជា អេឡិចត្រូនិក ថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ ការសាងសង់ និងសុខាភិបាល ជារឿយៗត្រូវបានគេមើលរំលង។ ប៉ុន្តែបើគ្មានវាទេ នោះនឹងមិនមានទូរស័ព្ទដៃ កុំព្យូទ័រ ឬបន្ទះស្រូបថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យឡើយ។ ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសរបស់វាជាសារធាតុពាក់កណ្តាលចម្លង (semiconductor) វាបានជួយជំរុញការអភិវឌ្ឍវិស័យមីក្រូអេឡិចត្រូនិក និងនាំមកនូវយុគសម័យឌីជីថល។ អត្ថបទនេះនឹងនាំលោកអ្នកទៅស្វែងយល់ពីទិដ្ឋភាពផ្សេងៗជាច្រើនរបស់ស៊ីលីកុន តាមរយៈទស្សនៈវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យា ចាប់តាំងពីប្រភពដើមរបស់វានៅក្នុងលំហរហូតដល់ការប្រើប្រាស់ដ៏ទំនើបបំផុតនាពេលបច្ចុប្បន្ន។
១. ស៊ីលីកុន៖ ធាតុមួយដែលមិនសូវលេចធ្លោ ប៉ុន្តែមានវត្តមាននៅគ្រប់ទីកន្លែង ក្នុងចំណោមធាតុគីមីដែលមាននៅក្នុងធម្មជាតិ ស៊ីលីកុនកាន់កាប់តួនាទីដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្រវិទ្យាសាស្ត្រ និងឧស្សាហកម្មសម័យទំនើប ទោះបីជាវាហាក់ដូចជាមិនសូវលេចធ្លោខ្លាំងក៏ដោយ (រូបភាពទី ១)។ ស៊ីលីកុន (ដែលមាននិមិត្តសញ្ញាគីមីថា Si) ត្រូវបានរកឃើញក្នុងទម្រង់ជាធាតុសុទ្ធនៅឆ្នាំ ១៨២៤ ដោយអ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិស៊ុយអែតឈ្មោះ Jöns Jacob Berzelius។ បច្ចុប្បន្ននេះ ស៊ីលីកុនត្រូវបានគេទទួលស្គាល់មិនត្រឹមតែចំពោះភាពសម្បូរបែបរបស់វានោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងចំពោះតួនាទីជាមូលដ្ឋានគ្រឹះរបស់វានៅក្នុងវិស័យផ្សេងៗគ្នាជាច្រើនដូចជា អេឡិចត្រូនិក ថាមពល សំណង់ និងសូម្បីតែជីវវិទ្យាទៀតផង។
ស៊ីលីកុន (Silicon) រួមជាមួយអុកស៊ីសែន គឺជាធាតុផ្សំមូលដ្ឋាននៃដីឥដ្ឋ និងថ្មភាគច្រើន ក្នុងទម្រង់ជាស៊ីលីកាត (silicates) ឬស៊ីលីកា (SiO₂)។ នៅក្នុងស្ថានភាពជាធាតុសុទ្ធរបស់វា ស៊ីលីកុនកម្រនឹងត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងធម្មជាតិណាស់។ ទោះបីជាមានការរកឃើញដាននៃធាតុនេះនៅក្នុងអាចម៍ផ្កាយ ឬសារធាតុរ៉ែមួយចំនួនក៏ដោយ ក៏ករណីទាំងនោះនៅតែជាករណីកម្រ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែវឌ្ឍនភាពវិទ្យាសាស្ត្រក្នុងសតវត្សទី ១៩ និង ២០ អ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្កើតវិធីសាស្ត្របន្សុទ្ធកម្រិតខ្ពស់ដើម្បីទទួលបានស៊ីលីកុនដែលមានភាពបរិសុទ្ធបំផុត ដែលជាតម្រូវការចាំបាច់សម្រាប់ការផលិតឧបករណ៍ពាក់កណ្តាលចម្លង (semiconductors)។ សម្ភារៈនេះបានក្លាយជាឆ្អឹងខ្នងនៃការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាព័ត៌មាន រហូតដល់ថ្នាក់តំបន់ Silicon Valley នៅជិតទីក្រុង San Francisco ដែលជាប្រភពកំណើតនៃការច្នៃប្រឌិតឌីជីថល បានយកឈ្មោះរបស់វាចេញពីធាតុនេះ។ ក្រៅពីគ្រឿងបន្លាស់អេឡិចត្រូនិក ស៊ីលីកុនត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា MEMS ដែលជាប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូ-មេកានិចខ្នាតតូចរួមបញ្ចូលគ្នារវាងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងឧបករណ៍បញ្ជា (actuators) នៅលើបន្ទះឈីបតែមួយ។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទាំងនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងពោងសុវត្ថិភាពរថយន្ត ទូរស័ព្ទឆ្លាតវៃ និងឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ ព្រមទាំងការប្រើប្រាស់ផ្សេងៗទៀត។
ប៉ុន្តែសារៈសំខាន់របស់ស៊ីលីកុនមិនមែនមានត្រឹមតែនៅក្នុងពិភពអេឡិចត្រូនិកប៉ុណ្ណោះទេ។ នៅក្នុងឧស្សាហកម្មសំណង់ ស៊ីលីកាត្រូវបានគេប្រើប្រាស់តាំងពីសម័យបុរាណមកម្ល៉េះសម្រាប់ការផលិតស៊ីម៉ងត៍ កញ្ចក់ និងគ្រឿងសេរ៉ាមិច។ នៅក្នុងវិស័យសុខាភិបាល ស៊ីលីកូន (silicones) ដែលជាប៉ូលីមែរមានមូលដ្ឋានពីស៊ីលីកុន ត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ អវយវៈសិប្បនិម្មិត និងគ្រឿងសម្អាង។ នៅក្នុងវិស័យជីវវិទ្យា ទោះបីជាស៊ីលីកុនមិនមែនជាធាតុចាំបាច់សម្រាប់ភាវៈរស់ទាំងអស់ក៏ដោយ ប៉ុន្តែប្រភេទសត្វ ឬរុក្ខជាតិមួយចំនួន ដូចជាសារាយឌីអាតូម (diatoms) និងរុក្ខជាតិប្រភេទ horsetails ជាដើម បានប្រើប្រាស់ធាតុនេះដើម្បីពង្រឹងរចនាសម្ព័ន្ធកោសិកា។
សរុបមក ស៊ីលីកុនគឺជាអ្វីដែលលើសពីធាតុគីមីធម្មតា៖ វាបានក្លាយជាសសរស្តម្ភនៃវឌ្ឍនភាពវិទ្យាសាស្ត្រ និងសេដ្ឋកិច្ច ជាកត្តាជំរុញភាពទំនើប និងជានិមិត្តរូបនៃការច្នៃប្រឌិតរបស់មនុស្សជាតិ។ ហេតុដូច្នេះហើយ ការយល់ដឹងអំពីលក្ខណៈ ការប្រើប្រាស់ បញ្ហាប្រឈម និងទស្សនវិស័យរបស់វា គឺពិតជាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការយល់ដឹងអំពីសក្ដានុពលនៃពិភពលោកបច្ចុប្បន្ន និងការត្រៀមខ្លួនសម្រាប់ភាពផ្លាស់ប្តូរនាពេលអនាគតនៃសង្គមបច្ចេកវិទ្យារបស់យើង។
២. ការប្រើប្រាស់ស៊ីលីកុន៖ រឿងរ៉ាវដ៏វែងអន្លាយ
២.១ ការប្រើប្រាស់ដំបូងៗ
ស៊ីលីកុនមានវត្តមាននៅគ្រប់ទីកន្លែងក្នុងធម្មជាតិ។ ក្នុងទម្រង់ជាស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (SiO₂) ឬស៊ីលីកាត (silicates) វាបង្កើតបានជិត ២៨% នៃសំបកផែនដី ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាធាតុដែលមានបរិមាណច្រើនជាងគេលំដាប់ទីពីរ បន្ទាប់ពីអុកស៊ីសែន។
ការប្រើប្រាស់ថ្មហ្វ្លីន (flint) គឺជាចំណុចសំខាន់មួយនៅក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្រសម័យបុរាណរបស់មនុស្សជាតិ។ ពាក្យថា "ស៊ីលីកុន" (silicon) មានប្រភពមកពីពាក្យឡាតាំង "silex" ឬ "silicis" ដែលមានន័យថា "ថ្មហ្វ្លីន" ឬ "ថ្មរឹង"។ ដីឥដ្ឋក៏ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់តាំងពីសម័យកាលដំបូងរបស់មនុស្សជាតិមកម្ល៉េះ (សូមមើល៖ ដីឥដ្ឋ៖ សម្ភារៈណាណូធម្មជាតិដ៏គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើល)។ ការកែច្នៃដីឥដ្ឋទៅជាដីដុត (terracotta) និងគ្រឿងសេរ៉ាមិច បានចាប់ផ្តើមតាំងពីយ៉ាងហោចណាស់ ២០,០០០ ឆ្នាំមុន។ ប្រជាជនអេហ្ស៊ីប និងរ៉ូម៉ាំងបានផលិតកញ្ចក់ពីខ្សាច់ (ដែលភាគច្រើនជាស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត) ដោយកម្ដៅវាជាមួយសូដា និងកំបោរ នៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល ១,០០០ អង្សាសេ (សូមមើល៖ កញ្ចក់៖ សម្ភារៈសម្រាប់ភាពស្ថិតស្ថេរយូរអង្វែង)។
២.២ ការបំបែកយកស៊ីលីកុនសុទ្ធ
នៅឆ្នាំ ១៨២៤ អ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិស៊ុយអែតឈ្មោះ Jöns Jacob Berzelius បានទទួលជោគជ័យក្នុងការបំបែកយកស៊ីលីកុនសុទ្ធជាលើកដំបូង។ គាត់បានកម្ដៅប៉ូតាស្យូមហ្វ្លូរ៉ូស៊ីលីកាត (K₂SiF₆) ជាមួយលោហៈប៉ូតាស្យូម ដែលបង្កើតបានជាស៊ីលីកុនពណ៌ត្នោតប្រភេទអាម៉ូហ្វ (amorphous silicon - ស៊ីលីកុនដែលគ្មានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ទៀងទាត់)។ ការងាររបស់គាត់គឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍបន្ថែមទៀតនៃគីមីវិទ្យាអសរីរាង្គ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ស៊ីលីកុនប្រភេទគ្រីស្តាល់ (crystalline silicon) ដែលជាទម្រង់ប្រើប្រាស់សម្រាប់ផលិតឧបករណ៍ពាក់កណ្តាលចម្លង (semiconductors) មិនត្រូវបានផលិតឡើងរហូតដល់ពេលក្រោយមកទៀតនោះទេ។ ការផលិតគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនសុទ្ធដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធត្រឹមត្រូវ គឺអាស្រ័យលើភាពជឿនលឿននៃវិស័យលោហធាតុវិទ្យា និងគីមីវិទ្យានៅក្នុងសតវត្សទី ២០។
២.៣ ភាពជឿនលឿនផ្នែកឧស្សាហកម្ម ពេញមួយសតវត្សរ៍ទី ១៩ និងដើមសតវត្សរ៍ទី ២០ ស៊ីលីកុនត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ជាចម្បងក្នុងការផលិតដែកថែប និងលោហៈលាយមួយចំនួន ដើម្បីបង្កើនភាពរឹងមាំ និងភាពធន់របស់វា។ នៅពាក់កណ្តាលដំបូងនៃសតវត្សរ៍ទី ២០ ទើបអ្នកស្រាវជ្រាវចាប់ផ្តើមសិក្សាស្វែងយល់អំពីលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីដ៏ពិសេសរបស់វា។ នៅទសវត្សរ៍ឆ្នាំ ១៩៤០ ការបង្កើតត្រង់ស៊ីស្ទ័រ (transistor) ដំបូងគេបានប្រើប្រាស់សារធាតុ germanium (ដែលជាសារធាតុកុណ្ណាស៊ីវ៉ាក់ទ័រ ឬ semiconductor មួយប្រភេទទៀត) ដោយសារវាមានភាពងាយស្រួលក្នុងការធ្វើឱ្យបរិសុទ្ធ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មិនយូរប៉ុន្មាន អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានដឹងថា ស៊ីលីកុនគឺជាជម្រើសដ៏ល្អប្រសើរជាង ដោយសារវាមានបរិមាណច្រើន និងមានលក្ខណៈសម្បត្តិទាក់ទងនឹងកម្ដៅបានល្អ។ សមត្ថភាពក្នុងការបញ្ជូនកម្ដៅបានល្អរបស់វាអនុញ្ញាតឱ្យមានការបញ្ចេញកម្ដៅចេញបាន ហើយការរីកមាឌតិចតួចរបស់វាក៏ជួយកាត់បន្ថយភាពតានតឹងផ្នែកមេកានិចផងដែរ។
២.៤ បដិវត្តន៍អេឡិចត្រូនិក
ចំណុចរបត់ដ៏សំខាន់សម្រាប់ស៊ីលីកុនបានកើតឡើងនៅក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ ១៩៥០ ដោយសារស្នាដៃរបស់លោក William Shockley និងសហការីរបស់គាត់ ដែលបានបង្កើតឧបករណ៍ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ (transistor)។ ក្រុមហ៊ុន Texas Instruments និង Fairchild Semiconductor គឺជាក្រុមហ៊ុនដំបូងគេមួយចំនួនដែលបានផលិតត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលធ្វើពីស៊ីលីកុន។ នៅឆ្នាំ ១៩៥៨ លោក Jack Kilby បានបង្កើតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា (integrated circuit) ដំបូងគេ ដែលជាការចាប់ផ្តើមនៃយុគសម័យនៃមីក្រូប្រូសេសឺរ (microprocessors)។ បន្ទាប់មក ស៊ីលីកុនបានក្លាយជាវត្ថុធាតុដើមមូលដ្ឋានសម្រាប់វិស័យមីក្រូអេឡិចត្រូនិក ដោយសារបច្ចេកទេសនានាដូចជា ការលូតលាស់បែបអេពីតាក់ស៊ីល (epitaxial growth) និងបច្ចេកទេសហ្វូតូលីតូក្រាហ្វី (photolithography)។ បច្ចេកទេសទាំងនេះបង្កើតគ្រីស្តាល់ដោយការធ្វើឱ្យហួតជាស្រទាប់ស្តើងៗទៅលើស្រទាប់ទ្រនាប់ស៊ីលីកុននៅក្នុងបរិយាកាសសុញ្ញកាស រួមផ្សំជាមួយនឹងការប្រើប្រាស់សារធាតុគីមីដើម្បីกัดសាច់វត្ថុធាតុតាមតំបន់ដែលបានកំណត់ (selective chemical etching) សម្រាប់បង្កើតជាគំនូសសៀគ្វី។
ស៊ីលីកុនមានលក្ខណៈសាកសមយ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់ដំណើរការឧស្សាហកម្មទាំងនេះ៖ វាអាចត្រូវបានកែច្នៃទៅជាគ្រីស្តាល់តែមួយ (monocrystals) ដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់បំផុតដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Czochralski (សូមមើលផ្នែកទី ៥) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការផលិតបន្ទះស៊ីលីកុនស្តើងៗ (រូបភាពទី ២) ដែលមានលក្ខណៈសាកសមឥតខ្ចោះសម្រាប់ឧស្សាហកម្មឧបករណ៍ពាក់កណ្តាលចម្លង (semiconductor industry)។
២.៥ ស៊ីលីកុននាពេលបច្ចុប្បន្ន
សព្វថ្ងៃនេះ មីក្រូប្រូសេសឺរ (microprocessors) បន្ទះឈីបអេឡិចត្រូនិក និងបន្ទះសូឡាស្ទើរតែទាំងអស់ត្រូវបានផលិតឡើងពីស៊ីលីកុន។ លក្ខណៈសម្បត្តិអេឡិចត្រូនិករបស់វា ជាពិសេសភាពងាយស្រួលក្នុងការកែប្រែសមត្ថភាពចម្លងអគ្គិសនីតាមរយៈដំណើរការ "doping" (ការបន្ថែមសារធាតុមិនបរិសុទ្ធដូចជា បូរ៉ុន ឬផូស្វ័រ) ធ្វើឱ្យវាក្លាយជាវត្ថុធាតុដ៏សំខាន់ដែលមិនអាចជំនួសបានសម្រាប់ការផលិតឌីយ៉ូដ (diodes) ទ្រង់ស៊ីស្ទ័រ (transistors) កោសិកាថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ (photovoltaic cells) និងសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា (integrated circuits)។
នៅក្នុងវិស័យឧស្សាហកម្ម ស៊ីលីកុនត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងលោហៈលាយជាច្រើន ជាពិសេសលោហៈលាយអាលុយមីញ៉ូម-ស៊ីលីកុន ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងឧស្សាហកម្មរថយន្ត និងអាកាសចរណ៍ ដោយសារតែវាមានទម្ងន់ស្រាល និងមានភាពរឹងមាំ។ នៅក្នុងវិស័យគីមីវិទ្យា វាគឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការផលិតស៊ីលីកូន (silicones) ដែលជាប៉ូលីមែរផលិតដោយសិប្បនិម្មិតមានភាពបត់បែន និងធន់ ហើយត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងផលិតផលគ្រឿងសម្អាង ឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ សម្ភារៈការពារជ្រាបទឹក និងវិស័យសំណង់។
ជាចុងក្រោយ នៅក្នុងវិស័យវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ និងការស្រាវជ្រាវជាមូលដ្ឋាន ស៊ីលីកុនគឺជាគំរូមួយសម្រាប់ការស្វែងយល់អំពីទម្រង់គ្រីស្តាល់ អន្តរកម្មអេឡិចត្រូនិក និងឥរិយាបថរបស់សម្ភារៈនៅកម្រិតមាត្រដ្ឋានណាណូម៉ែត្រ។ នៅកម្រិតមាត្រដ្ឋាននេះ ឥទ្ធិពលនៃមេកានិចកង់ទិច (quantum mechanical effects) ចាប់ផ្តើមមានតួនាទីសំខាន់ ដែលបើកលទ្ធភាពសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍកុំព្យូទ័រកង់ទិច ដោយផ្អែកលើគោលការណ៍ថ្មីទាំងស្រុង។
ភាពអាចប្រើប្រាស់បានយ៉ាងសម្បូរបែបរបស់ស៊ីលីកុន រួមផ្សំជាមួយនឹងភាពសម្បូរបែបដែលមានស្រាប់នៅក្នុងធម្មជាតិ ធ្វើឱ្យវាក្លាយជាធាតុផ្សំដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៅក្នុងយុគសម័យបច្ចេកវិទ្យាបច្ចុប្បន្ន។
៣. ប្រភពដើម និងភាពសម្បូរបែបតាមបែបធម្មជាតិរបស់ស៊ីលីកុន
ស៊ីលីកុនគឺជាធាតុគីមីដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៅក្នុងចក្រវាល ទាំងក្នុងទិដ្ឋភាពនៃភាពសម្បូរបែប និងតួនាទីរបស់វាក្នុងការបង្កើតភពដែលមានផ្ទៃជាថ្ម ដូចជាភពផែនដីជាដើម។ ប្រភពដើមរបស់វានៅក្នុងលំហអាកាស ភាពសម្បូរបែបនៅក្នុងសំបកផែនដី និងទម្រង់ធម្មជាតិដ៏หลากหลาย បានធ្វើឱ្យវាក្លាយជាធាតុផ្សំដ៏សំខាន់នៅក្នុងគីមីវិទ្យា និងភូគព្ភសាស្ត្រនៃភពនានា។
៣.១ ប្រភពដើមក្នុងលំហអាកាស
ស៊ីលីកុនមានប្រភពដើមចេញពីដំណើរការនុយក្លេអ៊ែរដ៏អស្ចារ្យបំផុតនៅក្នុងចក្រវាល គឺប្រតិកម្មលាយបញ្ចូលគ្នានៃនុយក្លេអ៊ែរក្នុងផ្កាយ (stellar fusion reactions)។ នៅខាងក្នុងផ្កាយដែលមានទំហំធំសម្បើម ក្នុងដំណាក់កាលចុងក្រោយនៃជីវិតរបស់ពួកវា នុយក្លេអ៊ែរអុកស៊ីសែន (ប្រូតុង ៨) និងនុយក្លេអ៊ែរកាបូន (ប្រូតុង ៦) លាយបញ្ចូលគ្នាក្រោមសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធដ៏ខ្ពស់បំផុត ដើម្បីបង្កើតជាស៊ីលីកុន (ប្រូតុង ១៤)។ ដំណាក់កាលនេះតែងតែកើតឡើងមុនពេលផ្កាយនោះដួលរលំជាចុងក្រោយក្នុងទម្រង់ជាការផ្ទុះស៊ុយភើណូវ៉ា (supernova)។
ក្នុងអំឡុងពេលនៃការផ្ទុះស៊ុយភើណូវ៉ា ស៊ីលីកុនក្នុងបរិមាណដ៏ច្រើនសន្ធឹកសន្ធាប់ រួមជាមួយនឹងធាតុធ្ងន់ៗផ្សេងទៀត ត្រូវបានខ្ចាត់ខ្ចាយទៅក្នុងលំហអាកាសរវាងផ្កាយ។ សារធាតុទាំងនេះជួយបង្កើនគុណភាពនៃពពកឧស្ម័ន និងធូលី (nebulae) ដោយដើរតួជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ការបង្កើតផ្កាយ ភព និងវត្ថុផ្សេងៗទៀតនៅក្នុងលំហ។ ដូច្នេះ ស៊ីលីកុនទាំងអស់នៅលើផែនដី (ដូចគ្នានឹងធាតុភាគច្រើនដែរ) គឺជាកេរដំណែលដែលបន្សល់ទុកពីផ្កាយដែលបានស្លាប់ទៅហើយ។
៣.២ ភាពសម្បូរបែបនៅលើផែនដី និងក្នុងចក្រវាល
ស៊ីលីកុនគឺជាធាតុដែលមានបរិមាណច្រើនជាងគេលំដាប់ទី ៨ នៅក្នុងចក្រវាលបើគិតតាមម៉ាស (ទម្ងន់) បន្ទាប់ពីអ៊ីដ្រូសែន ហេលីយ៉ូម អុកស៊ីសែន កាបូន នេអុង ដែក និងអាសូត។ ស្ថិរភាពនុយក្លេអ៊ែរដ៏ខ្ពស់របស់វា និងតួនាទីនៅក្នុងដំណើរការបង្កើតធាតុនុយក្លេអ៊ែរ (nucleosynthesis) គឺជាកត្តាពន្យល់ពីភាពសម្បូរបែបរបស់វានៅក្នុងចក្រវាល។
ហេតុនេះ ស៊ីលីកុនគឺជាធាតុដ៏សំខាន់មួយនៃភពដែលមានផ្ទៃជាថ្មទាំងអស់។ វាត្រូវបានគេរកឃើញនៅក្នុងអាចម៍ផ្កាយប្រភេទ chondrites ដោយមានការផ្សំជាមួយអុកស៊ីសែន ម៉ាញេស្យូម និងដែក។
ស៊ីលីកុនគឺជាធាតុដែលមានបរិមាណច្រើនជាងគេលំដាប់ទី ២ នៅក្នុងសំបកផែនដី ដោយស្ថិតក្នុងទម្រង់ជាសារធាតុរ៉ែស៊ីលីកាត (silicate minerals)។ វាមានចំណែក ២៧,៧% នៃម៉ាសសំបកផែនដី ដែលស្ថិតនៅពីក្រោយអុកស៊ីសែន (៤៦,៦%) ប៉ុណ្ណោះ។ នៅផ្នែកខាងក្រោមជ្រៅជាងនេះ ស្រទាប់ម៉ង់ត៍ (mantle) របស់ផែនដីក៏ត្រូវបានផ្សំឡើងជាចម្បងដោយស៊ីលីកាតផងដែរ ជាពិសេសក្នុងទម្រង់ជាសារធាតុរ៉ែ olivine និង pyroxenes។ ចំណែកឯស្នូលផែនដីវិញ គឺជាលោហៈលាយដែលមានមូលដ្ឋានជាដែក។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាក៏អាច នេះគឺជាករណីដ៏ល្បីល្បាញនៃសារធាតុអាស្បេស្តូស (asbestos) ដែលជាប្រភេទស៊ីលីកាតមានលក្ខណៈជាសរសៃ ហើយត្រូវបានស្រង់ចេញពីថ្ម។ (កាសែតឯករាជ្យជាតិ ផ្សាយតាមបណ្តាញសង្គម ជូនលោកអ្នកនាងអានដោយមិនគិតថ្លៃ បើសប្បុរសជនចង់ជួយឧបត្ថម្ភ ការផ្សាយរបស់យើងខ្ញុំ តាមរយៈគណនី ABA លេខលុយខ្មែរ: 500 708 383 លេខលុយដុល្លារ: 003 662 119 ស្រាវជ្រាវដោយលោក នង ច័ន្ទថន និងរក្សាសិទ្ធិដោយ កាសែតឯករាជ្យជាតិ
អត្ថប្រយោជន៍ នៃថ្មស៊ីលីកួន តើគេអាចយកទៅផលិតអ្វីខ្លះ តោះសិក្សាទាំងអស់គ្នា
Reviewed by សារព័ត៌មាន ឯករាជ្យជាតិ
on
6:00:00 AM
Rating:
Reviewed by សារព័ត៌មាន ឯករាជ្យជាតិ
on
6:00:00 AM
Rating:

No comments: